CN105951002B - 一种耐腐蚀易成型不锈钢丝的制备方法 - Google Patents

一种耐腐蚀易成型不锈钢丝的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀易成型不锈钢丝的制备方法，其直径为4.9～5.1mm，其各成分按照质量百分比为：含有碳0.05～0.1％，铬19～21％，镍4～8％，铜0.1～0.12％，钨0.4～0.5％，镁0.4～0.5％，钼0.1～0.12％，其余为铁。通过本发明制得的不锈钢丝不仅耐腐蚀，耐磨性能高，且易加工成型，较好地解决了钢丝易腐蚀、易生锈、易磨损的问题，延长了使用寿命。

Description

一种耐腐蚀易成型不锈钢丝的制备方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种不锈钢丝及其制备方法。
背景技术
现有的不锈钢，具有很好的耐腐蚀性，在各种行业上均有应用。不锈钢有四种，1、铁素体不锈钢，其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。2、奥氏体不锈钢，可耐多种介质腐蚀。3、马氏体不锈钢，强度高，但塑性和可焊性较差。4、奥氏体-铁素体双相不锈钢，兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。
不锈钢可以制作成不锈钢丝，应用于矿业、石油、化工、食品、医药、机械制造等行业。因此不锈钢丝的性能直接影响不锈钢网的性能。然而现有市场上的不锈钢丝存在着强度低、耐磨性差、耐强酸强碱性差等缺点，极大限制了其使用寿命和应用范围。
例如公开号为CN102828122A的中国专利公开了一种不锈钢丝的制造方法，包括以下步骤：1)皮膜处理；2)烘干；3)第一次拉拔和第一次在线光亮退火：第一次拉拔的减面率为40～60％，第一次在线光亮退火温度为1000～1100℃，退火速度为3～9m/min；4)第二次拉拔和第二次在线光亮退火：第二次拉拔的减面率为40～60％，第二次在线光亮退火温度为1000～1100℃，退火速度为5～12m/min；5)第三次拉拔和第三次在线光亮退火：第三次拉拔的减面率为45～75％，第三次在线光亮退火温度为1000～1100℃，退火速度为5～12m/min。该钢丝虽然抗拉强度好，延伸好，但是并不耐磨也不耐腐。
发明内容
发明目的：针对现有技术中不锈钢丝的使用寿命较短的缺点，本发明提供了一种耐腐蚀易成型不锈钢丝，同时提供了该耐腐蚀易成型不锈钢丝的制备方法。
技术方案：本发明所提供的耐腐蚀易成型不锈钢丝，其直径为4.9～5.1mm，其各成分按照质量百分比为：含有碳0.05～0.1％，铬19～21％，镍4～8％，铜0.1～0.12％，钨0.4～0.5％，镁0.4～0.5％，钼0.1～0.12％，其余为铁。
我们研究发现在普通的铁-碳形成的钢中，加入铬能够有效地提高钢材的淬火性和回火阻抗性，提高钢材的强度，并且铬还可以降低碳的活度，提高钢材的浸碳性，并形成微细碳化物，可降低加热、轧制和热处理过程中的钢材表面脱碳和石墨化倾向，提高韧性和耐磨损性；但是，铬含量过高时，反而大量形成铬的碳化物，针对不同直径尺寸的钢丝，严重影响钢丝的弹减性能和韧性。因此，针对本发明提供的钢丝品种的直径尺寸，在本发明控制不锈钢材中铬的含量为19～21％(重量百分比)，最优含量为20％
同时，加入少量的镍，可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀，而且性坚韧，有磁性和良好的可塑性，焊接性能也好；在650～1000℃高温下有较高的强度和抗氧化、抗燃气腐蚀能力。在本发明中，控制在钢材中镍的含量为4％～8％，最优含量为6％。
此外，我们还发现加入微量的铜、钨可以提高钢材耐大气腐蚀的性能。
此外，加入少量的镁和钼，可使得钢的晶粒更加细致均匀，易加工成型，同时较之于普通钢材，其具备一定的阻尼特性，在具备更高的耐磨性和耐高温性的同时，具备一定的减震性能，从而满足一些对舒适性、安全性更高的应用需求。
本发明的一个优选方案为：所述不锈钢材各成分按照质量百分比为：含有碳0.08％，铬20％，镍6％，铜0.1％，钨0.4％，镁0.45％，钼0.11％，其余为铁。
更进一步的，我们发现如果在上述技术方案中加入微量的铌，可以增强钢材的耐腐蚀性，研究发现，原因在于本发明在进行热处理时，呈现奥氏体+碳化物的组织，碳化物的存在，对钢的耐蚀性有很大影响，奥氏体在高温下加热，由于晶界析出铬的碳化物Cr23C6，使得晶界附近的含铬量降低，引起晶间腐蚀。因此，我们在其中加入微量的铌，使之优先与碳结合形成NbC，其稳定性高，使得铬保留在基体中，避免晶界贫铬，从而减轻刚的晶界腐蚀倾向。此外，NbC在晶内析出呈弥散分布，且高温下不易长大，可以提高本发明的高温强度。对于本发明来说，铌的含量为0.3～0.8％时，最为合适，优选0.39％。
本发明含铌的一个优选方案为：所述不锈钢材成分按照质量百分比为：含有碳0.01～0.03％，铬16％，镍4％，铜0.1％，磷0.4％，铌0.39％，其余为铁。
本发明还公开了上述耐腐蚀易成型不锈钢丝的制备方法：先进行预处理，然后在不锈钢高速线材轧机上，将不锈钢坯轧趁热制成直径为6.4～6.6mm的不锈钢线材，在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000～1100mm的钢卷；将钢卷放入热处理炉中进行热处理，热处理后进行酸洗，将酸洗得到的不锈钢线材成品冷拔，得到耐腐蚀易成型不锈钢丝。
所述预处理为原料配比，混合，初炼，精炼。此处将原料按所需的成分进行配比，然后混和，初炼，精炼，所述的混合、初炼、精炼，为本领域的常规手段，无特殊要求。
所述热处理为温度1100℃，保温1.5小时，出炉水冷；
所述的酸为一种混合酸，具体为质量浓度为15％硝酸与质量浓度为5％氢氟酸配成的酸。
所述的冷拔包括两道冷拔工序，所述不锈钢线材成品经第一冷拔工序直径减小1mm，经第二冷拔工序直径减小0.5mm。
进一步优选的，所述的冷拔包括第一冷拔工序和第二冷拔工序，所述不锈钢线材成品经第一冷拔工序直径减小1mm，然后入水浸泡1～2小时后，经第二冷拔工序直径减小0.5mm，制得耐腐蚀易成型不锈钢丝。通过该工序制得的钢丝，钢丝晶粒分布更为均匀，应力均衡，韧性好，耐磨，易加工成型。
有益效果：本发明一方面提供了一种不锈钢丝新品种及其制备方法，丰富了市场供用户根据需要选择使用，另一方面，通过在制备钢丝的材料中增加铬、镍、铜、钨、镁、钼等，使得不锈钢成品中含有合理配比的铬、镍、铜、钨、镁、钼等元素，大大增加不锈钢丝的耐磨及抗腐蚀性能，通过本发明提供的方法制得的不锈钢丝不仅耐腐蚀，耐磨性能高，且易加工成型，较好地解决了钢丝易腐蚀、易生锈、易磨损的问题，延长了使用寿命。
具体实施方式：
实施例1
不锈钢丝的成份按照质量百分比为：碳0.05％，铬19％，镍4％，铜0.1％，钨0.4％，镁0.4％，钼0.1％，其余为铁。
按照上述比例，进行原料配比，混合，初炼，精炼。
精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材轧机上，将加热后不锈钢坯轧制成直径为6.4mm的不锈钢线材。
在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000mm的钢卷。
在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理，热处理温度1100℃，保温1.5小时，出炉水冷。
将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15％硝酸与质量浓度为5％氢氟酸配成的酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
将直径为6.4mm的不锈钢线材成品通过6.4→5.4第一道冷拔工序后，通过5.4→4.9第二道冷拔工序得到直径为4.9的不锈钢钢丝，总变形率为35.5％。
实施例2
不锈钢丝的成份按照质量百分比为：含有碳0.1％，铬21％，镍8％，铜0.12％，钨0.5％，镁0.5％，钼0.12％，其余为铁。
按照上述比例，进行原料配比，混合，初炼，精炼。
精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材轧机上，将加热后不锈钢坯轧制成直径为6.6mm的不锈钢线材。
在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1100mm的钢卷。
在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理，热处理温度1100℃，保温1.5小时，出炉水冷。
将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15％硝酸与质量浓度为5％氢氟酸配成的酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
将直径为6.6mm的不锈钢线材成品通过6.6→5.6第一道冷拔工序后，通过5.6→5.1第二道冷拔工序得到直径为5.1的不锈钢钢丝，总变形率为36.2％。
实施例3
不锈钢丝的成份按照质量百分比为：含有碳0.08％，铬20％，镍6％，铜0.1％，钨0.4％，镁0.45％，钼0.11％，其余为铁。
按照上述比例，进行原料配比，混合，初炼，精炼。
精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材轧机上，将加热后不锈钢坯轧制成直径为6.5mm的不锈钢线材。
在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000mm的钢卷。
在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理，热处理温度1100℃，保温1.5小时，出炉水冷。
将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15％硝酸与质量浓度为5％氢氟酸配成的酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
冷拔包括第一冷拔工序和第二冷拔工序，将直径为6.5mm的不锈钢线材成品通过6.5→5.5第一道冷拔工序后，水浸泡1小时后，通过5.5→5.0第二道冷拔工序得到直径为5.0的不锈钢钢丝，总变形率为35.6％。
实施例4
不锈钢丝的成份按照质量百分比为：碳0.05％，铬19％，镍4％，铜0.1％，钨0.4％，镁0.4％，钼0.1％，铌0.3％，其余为铁。
按照上述比例，进行原料配比，混合，初炼，精炼。
精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材轧机上，将加热后不锈钢坯轧制成直径为6.4mm的不锈钢线材。
在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000mm的钢卷。
在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理，热处理温度1100℃，保温1.5小时，出炉水冷。
将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15％硝酸与质量浓度为5％氢氟酸配成的酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
将直径为6.4mm的不锈钢线材成品通过6.4→5.4第一道冷拔工序后，然后入水浸泡1小时后，通过5.4→4.9第二道冷拔工序得到直径为4.9的不锈钢钢丝，总变形率为35.5％。
实施例5
不锈钢丝的成份按照质量百分比为：含有碳0.1％，铬21％，镍8％，铜0.12％，钨0.5％，镁0.5％，钼0.12％，铌0.8％，其余为铁。
按照上述比例，进行原料配比，混合，初炼，精炼。
精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材轧机上，将加热后不锈钢坯轧制成直径为6.6mm的不锈钢线材。
在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1100mm的钢卷。
在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理，热处理温度1100℃，保温1.5小时，出炉水冷。
将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15％硝酸与质量浓度为5％氢氟酸配成的酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
将直径为6.6mm的不锈钢线材成品通过6.6→5.6第一道冷拔工序后，然后入水浸泡1小时后，通过5.6→5.1第二道冷拔工序得到直径为5.1的不锈钢钢丝，总变形率为36.2％。
实施例6
不锈钢丝的成份按照质量百分比为：碳0.08％，铬20％，镍6％，铜0.1％，钨0.4％，镁0.45％，钼0.11％，铌0.38％，其余为铁。
按照上述比例，进行原料配比，混合，初炼，精炼。
精炼后的不锈钢钢坯在不锈钢高速线材轧机上，将加热后不锈钢坯轧制成直径为6.5mm的不锈钢线材。
在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000mm的钢卷。
在运输过程的冷却辊道上将吐丝后的不锈钢线材卷冷却到室温。
将如上得到的不锈钢线材放入热处理炉中进行热处理，热处理温度1100℃，保温1.5小时，出炉水冷。
将热处理后的不锈钢线材用质量浓度为15％硝酸与质量浓度为5％氢氟酸配成的酸进行酸洗得到不锈钢线材成品。
将直径为6.5mm的不锈钢线材成品通过6.5→5.5第一道冷拔工序后，然后入水浸泡2小时后，通过5.5→5.0第二道冷拔工序得到直径为5.0的不锈钢钢丝，总变形率为35.6％。
实施例7
将上述所得到的耐腐蚀易成型不锈钢丝进行耐腐蚀测试，分别浸于水、醋酸、氨水、浓硫酸中，48个小时后。所得结果如下：(表中数值为：质量减少百分比)
以上实施列对本发明不构成限定，相关工作人员在不偏离本发明技术思想的范围内，所进行的多样变化和修改，均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种耐腐蚀易成型不锈钢丝的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：先进行预处理，然后在不锈钢高速线材轧机上，将不锈钢坯轧趁热制成直径为6.4～6.6mm的不锈钢线材，在吐丝机上将不锈钢线材卷成内径为1000～1100mm的钢卷；将钢卷放入热处理炉中进行热处理，热处理后进行酸洗，将酸洗得到的不锈钢线材成品冷拔，得到耐腐蚀易成型不锈钢丝；
所述耐腐蚀易成型不锈钢丝的直径为4.9～5.1mm，其各成分按照质量百分比为：含有碳0.08～0.1％，铬19～21％，镍6～8％，铜0.1～0.12％，钨0.4～0.5％，镁0.4～0.5％，钼0.1～0.12％，铌0.39％，其余为铁；
所述冷拔包括第一冷拔工序和第二冷拔工序，所述不锈钢线材成品经第一冷拔工序直径减小1mm，然后入水浸泡1～2小时后，经第二冷拔工序直径减小0.5mm。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀易成型不锈钢丝的制备方法，其特征在于所述预处理为原料配比，混合，初炼，精炼。
3.根据权利要求1所述的耐腐蚀易成型不锈钢丝的制备方法，其特征在于所述热处理为温度1100℃，保温1.5小时，出炉水冷。
4.根据权利要求1所述的耐腐蚀易成型不锈钢丝的制备方法，其特征在于所述的酸为质量浓度为15％硝酸与质量浓度为5％氢氟酸配成的酸。
5.根据权利要求1所述的耐腐蚀易成型不锈钢丝的制备方法，其特征在于所述的不锈钢丝的直径为4.9～5.1mm，其各成分按照质量百分比为：含有碳0.08％，铬20％，镍6％，铜0.1％，钨0.4％，镁0.45％，钼0.11％，铌0.39％，其余为铁。
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